Jie leidžia pratęsti metalinės konstrukcijos tarnavimo laiką, taip pat išsaugoti jos technines ir fizines savybes eksploatacijos metu. Nepaisant antikorozinio poveikio užtikrinimo metodų įvairovės, visiškai apsaugoti objektus nuo rūdžių pažeidimų įmanoma tik retais atvejais.
Tokios apsaugos efektyvumas priklauso ne tik nuo protektoriaus technologijos kokybės, bet ir nuo jos taikymo sąlygų. Visų pirma, siekiant išsaugoti vamzdynų metalinę konstrukciją, elektrocheminė apsauga nuo korozijos, pagrįsta katodų veikimu, demonstruoja geriausias savo savybes. Rūdžių susidarymo prevencija ant tokių komunikacijų, žinoma, nėra vienintelė šios technologijos taikymo sritis, tačiau pagal jos charakteristikų visumą ši sritis gali būti laikoma aktualiausia elektrocheminei apsaugai.
Bendra informacija apie elektrocheminę apsaugą
Metalų apsauga nuo rūdžių elektrocheminiu poveikiu grindžiama medžiagos dydžio priklausomybe nuo korozijos proceso greičio. Metalinės konstrukcijos turi būti eksploatuojamos potencialų diapazone, kuriame jų anodinis tirpimas bus mažesnis už leistiną ribą. Pastarąjį, beje, lemia statinio eksploatavimo techninė dokumentacija.
Praktiškai elektrocheminė apsauga nuo korozijos apima nuolatinės srovės šaltinio prijungimą prie gatavo produkto. Saugomo objekto paviršiuje ir struktūroje esantis elektrinis laukas formuoja elektrodų poliarizaciją, dėl kurios yra valdomas korozijos pažeidimo procesas. Iš esmės anodinės zonos ant metalinės konstrukcijos tampa katodinėmis, o tai leidžia išstumti neigiamus procesus, užtikrinant tikslinio objekto struktūros išsaugojimą.
Katodinės apsaugos veikimo principas
Yra katodinė ir anodinė elektrocheminė apsauga. Pirmoji koncepcija, kuri naudojama vamzdynams apsaugoti, sulaukė didžiausio populiarumo. Pagal bendrą principą, įgyvendinant šį metodą, į objektą iš išorinio šaltinio tiekiama srovė su neigiamu poliumi. Visų pirma, tokiu būdu galima apsaugoti plieninį arba varinį vamzdį, dėl kurio katodo sekcijų poliarizacija įvyks, kai jų potencialai pereina į anodinę būseną. Dėl to saugomos konstrukcijos korozinis aktyvumas sumažės beveik iki nulio.
Tuo pačiu metu katodinė apsauga gali būti skirtingo dizaino. Aukščiau aprašyta poliarizacijos iš išorinio šaltinio technika yra plačiai praktikuojama, tačiau efektyviai veikia ir elektrolito deaeravimo būdas, sumažinant katodinių procesų greitį bei sukuriant apsauginį barjerą.
Jau ne kartą buvo pastebėta, kad katodinės apsaugos principas įgyvendinamas per išorinį srovės šaltinį. Tiesą sakant, pagrindinė jo funkcija yra jo darbas, kurį atlieka specialios stotys, kurios, kaip taisyklė, yra bendros vamzdynų priežiūros infrastruktūros dalis.
Antikorozinės stotys
Pagrindinė katodo stoties funkcija yra užtikrinti stabilią srovę tiksliniam metaliniam objektui pagal katodo poliarizacijos metodą. Tokia įranga naudojama požeminių dujotiekių ir naftotiekių infrastruktūroje, vandentiekio vamzdžiuose, šilumos tinkluose ir kt.
Yra daug tokių šaltinių variantų, o labiausiai paplitęs katodinės apsaugos įtaisas apima:
- srovės keitiklių įranga;
- laidai, skirti prijungti prie saugomo objekto;
- anodo įžeminimo laidininkas.
Tuo pačiu metu stotys skirstomos į keitiklius ir transformatorius. Yra ir kitų klasifikacijų, tačiau jos orientuotos į įrenginių segmentavimą pagal taikymo sritis arba technines charakteristikas ir įvesties duomenų parametrus. Pagrindinius veikimo principus aiškiausiai iliustruoja nurodytos dviejų tipų katodinės stotys.
Transformatorių katodinės apsaugos įrenginiai
Iš karto reikia pažymėti, kad tokio tipo stotis yra pasenusi. Jį keičia inverterių analogai, kurie turi ir pliusų, ir minusų. Vienaip ar kitaip, transformatorių modeliai naudojami net naujuose elektrocheminės apsaugos taškuose.
Tokiems objektams naudojamas žemo dažnio 50 Hz transformatorius, o tiristorių valdymo sistemai naudojami paprasčiausi įrenginiai, įskaitant fazinius impulsinius galios reguliatorius. Atsakingesnis požiūris sprendžiant valdymo problemas apima plataus funkcionalumo valdiklių naudojimą.
Šiuolaikinė katodinė vamzdynų apsauga nuo korozijos su tokia įranga leidžia reguliuoti išėjimo srovės parametrus, įtampos indikatorius, taip pat išlyginti apsauginius potencialus. Kalbant apie transformatorių įrangos trūkumus, jie susiveda iki didelio srovės bangavimo laipsnio išėjime su mažu galios koeficientu. Šis trūkumas nepaaiškinamas sinusoidine srovės forma.
Pulsavimo problemą iki tam tikro lygio galima išspręsti įvedant į sistemą žemo dažnio droselį, tačiau jo matmenys atitinka paties transformatoriaus matmenis, todėl ne visada toks papildymas yra įmanomas.
Inverterio katodinės apsaugos stotis
Inverterio tipo įrenginiai yra pagrįsti impulsiniais aukšto dažnio keitikliais. Vienas iš pagrindinių tokio tipo stočių naudojimo privalumų yra didelis efektyvumas, siekiantis 95%. Palyginimui, transformatorių įrenginiams šis skaičius vidutiniškai siekia 80%.
Kartais išryškėja kiti pranašumai. Pavyzdžiui, maži inverterių stočių matmenys išplečia jų panaudojimo sudėtingose vietose galimybes. Taip pat yra finansinių pranašumų, kuriuos patvirtina tokios įrangos naudojimo praktika. Taigi inverterio katodinė apsauga nuo vamzdynų korozijos greitai atsiperka ir reikalauja minimalių investicijų į techninę priežiūrą. Tačiau šios savybės akivaizdžiai pastebimos tik lyginant su transformatorių instaliacijomis, tačiau šiandien atsiranda naujų efektyvesnių vamzdynų srovės tiekimo priemonių.
Katodinių stočių projektai
Tokia įranga rinkoje pateikiama įvairiais atvejais, formomis ir matmenimis. Žinoma, plačiai paplitusi ir tokių sistemų individualaus projektavimo praktika, kuri leidžia ne tik gauti optimalų konkretiems poreikiams pritaikytą dizainą, bet ir užtikrinti reikiamus eksploatacinius parametrus.
Griežtas stoties charakteristikų skaičiavimas leidžia dar labiau optimizuoti jos įrengimo, transportavimo ir saugojimo išlaidas. Pavyzdžiui, mažiems objektams gana tinkama katodinė vamzdynų apsauga nuo korozijos, pagrįsta 10–15 kg sveriančiu ir 1,2 kW galios keitikliu. Tokias charakteristikas turinčią įrangą galima aptarnauti ir lengvuoju automobiliu, tačiau didelės apimties projektams gali būti naudojamos masyvesnės ir sunkesnės stotys, kuriose reikia prijungti sunkvežimius, kraną ir montavimo komandas.
Apsauginis funkcionalumas
Kuriant katodines stotis ypatingas dėmesys skiriamas pačios įrangos apsaugai. Šiuo tikslu integruojamos sistemos, apsaugančios stotis nuo trumpojo jungimo ir apkrovos pertraukų. Pirmuoju atveju avariniams įrenginių veikimo režimams valdyti naudojami specialūs saugikliai.
Kalbant apie įtampos viršįtampius ir pertrūkius, vargu ar jie rimtai sugadins katodinės apsaugos stotį, tačiau gali kilti elektros smūgio pavojus. Pavyzdžiui, jei įprastu režimu įranga veikia esant žemai įtampai, tada po pertraukos rodmenų šuolis gali siekti 120 V.
Kiti elektrocheminės apsaugos tipai
Be katodinės apsaugos, taip pat praktikuojamos elektros drenažo technologijos, taip pat apsauginiai metodai, apsaugantys nuo korozijos. Perspektyviausia kryptis laikoma speciali apsauga nuo korozijos. Šiuo atveju aktyvūs elementai taip pat yra prijungti prie tikslinio objekto, užtikrinant paviršiaus transformaciją katodais per srovę. Pavyzdžiui, plieninis vamzdis, kaip dujotiekio dalis, gali būti apsaugotas cinko arba aliuminio balionais.
Išvada
Elektrocheminės apsaugos metodai negali būti laikomi naujais ir ypač novatoriškais. Tokios technikos efektyvumas kovojant su rūdijimo procesais buvo įvaldytas jau seniai. Tačiau plačiai naudoti šį metodą trukdo vienas rimtas trūkumas. Faktas yra tas, kad katodinė vamzdynų apsauga nuo korozijos neišvengiamai sukuria vadinamuosius Jie nėra pavojingi tikslinei konstrukcijai, tačiau gali turėti neigiamą poveikį šalia esantiems objektams. Visų pirma, pasklidusi srovė prisideda prie tos pačios korozijos atsiradimo ant gretimų vamzdžių metalinio paviršiaus.
